35kv箱式變電站設計-畢業(yè)論文

1、摘 要 箱式變電站又稱戶外成套變電站，也有稱做組合式變電站，它是開展于20世紀60年代至70年代歐美等西方興旺國家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設備，由于它具有組合靈活，便于運輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運行費用低、無污染、免維護等優(yōu)點，受到世界各國電力工作者的重視。進入20世紀90年代中期，國內(nèi)開始出現(xiàn)簡易箱式變電站，并得到了迅速開展。 本課題的主要內(nèi)容包括箱式變電站的開展應用，箱式變電站的結構分類，以及箱式變電站一次系統(tǒng)設計極其設備選型，二次系統(tǒng)設計，以及箱式變電站的智能監(jiān)控系統(tǒng)。35kV箱式變電站的設計高壓側額定電壓為35kV，低壓側額定電壓為10kV，主變壓器容量為3150kV

2、A。主接線采用單母線分段接線。關鍵詞：箱式變電站；結構；一次系統(tǒng)；二次系統(tǒng)Design of 35 kV box-type transformer substationABSTRACT： Box-type transformer substation calls again outdoor a transformer substation, also call to do the sectional transformer substation. It is a development to wait to 70s Europe and America western prosper in t

3、he 60s of 20 centuries the nation release a kind of outdoor the set changes to give or get an electric shock of new change to give or get an electric shock the equipments, because it have the combination vivid, easy to conveyance, move, install convenience, start construction construction the period

4、 is short and circulate the expenses low, free from pollution, do not need maintenance etc. advantage, suffer the international community electric power the worker values.Enter the middle of 90s of 20 centuries. The domestic starts appearing the simple box-type transformer substation , and got the q

5、uick development. The article regard box-type transformer substation as a development for relating box-type transformer substation applied, the construction of box-type transformer substation divides into se-section, emphasizing the treatise box-type transformer substation a the very equipments in d

6、esign in subsystem chooses the type, two subsystems design, and the intelligence of box-type transformer substation supervises and control the system.The design high pressure side sum of box-type transformer substation settles electric voltage as 35 KVA, the low-pressure side sum settles electric vo

7、ltage as 10 KV, main transformer capacity is 3150 KVA.The lord connects the single mother in adoption in line line cent segment connects the line.Keywords：box-type transformer substation；construction； first system；second system目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc20343 1 緒論 PAGEREF _Toc20343 6 HYPERLINK

8、 l _Toc30761 1.1 供配電技術的開展 PAGEREF _Toc30761 6 HYPERLINK l _Toc2274 1.2 箱式變電站的類型、結構與技術特點 PAGEREF _Toc2274 6 HYPERLINK l _Toc2171 1.2.1 箱式變電站的類型 PAGEREF _Toc2171 6 HYPERLINK l _Toc15830 1.2.2 箱式變電站的結構 PAGEREF _Toc15830 7 HYPERLINK l _Toc25860 1.2.3 箱式變電站的技術特點 PAGEREF _Toc25860 7 HYPERLINK l _Toc11945

9、1.2.4 箱式變電站與常規(guī)變電站的比照分析 PAGEREF _Toc11945 9 HYPERLINK l _Toc5471 2 35kV箱式變電站的總體結構設計 PAGEREF _Toc5471 10 HYPERLINK l _Toc20682 2.1 電氣主接線確實定 PAGEREF _Toc20682 10 HYPERLINK l _Toc21537 PAGEREF _Toc21537 10 HYPERLINK l _Toc12764 2.1.2 主接線的比擬與選擇 PAGEREF _Toc12764 11 HYPERLINK l _Toc216 2.1.3 箱體結構確實定及合理配置

10、PAGEREF _Toc216 12 HYPERLINK l _Toc15630 2.3 變壓器 PAGEREF _Toc15630 13 HYPERLINK l _Toc30793 2.3.1 主變壓器的選擇及臺數(shù)確實定 PAGEREF _Toc30793 13 HYPERLINK l _Toc18152 2.3.2 變壓器的散熱處理 PAGEREF _Toc18152 14 HYPERLINK l _Toc1044 2.4 箱式變電站總體布置 PAGEREF _Toc1044 15 HYPERLINK l _Toc22373 PAGEREF _Toc22373 16 HYPERLINK l

11、 _Toc27425 PAGEREF _Toc27425 16 HYPERLINK l _Toc15442 PAGEREF _Toc15442 17 HYPERLINK l _Toc17217 PAGEREF _Toc17217 17 HYPERLINK l _Toc8154 3.2.1 35kv短路電流的計算 PAGEREF _Toc8154 17 HYPERLINK l _Toc21265 4 35KV箱式變電站一次系統(tǒng)設計與設備選型 PAGEREF _Toc21265 22 HYPERLINK l _Toc18142 4.1 35kV箱式變電站一次系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc181

12、42 22 HYPERLINK l _Toc18897 4.1.1 概述 PAGEREF _Toc18897 22 HYPERLINK l _Toc20952 4.1.2 一次系統(tǒng)設計原那么 PAGEREF _Toc20952 22 HYPERLINK l _Toc17230 4.1.3 一次系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc17230 22 HYPERLINK l _Toc23992 PAGEREF _Toc23992 23 HYPERLINK l _Toc24520 4.2.1 選擇電氣一次設備的一般條件 PAGEREF _Toc24520 23 HYPERLINK l _Toc19616

13、 PAGEREF _Toc19616 23 HYPERLINK l _Toc14380 PAGEREF _Toc14380 26 HYPERLINK l _Toc32187 PAGEREF _Toc32187 27 HYPERLINK l _Toc31019 4.3.1 斷路器及隔離開關的選擇方法 PAGEREF _Toc31019 27 HYPERLINK l _Toc13431 4.3.2 35KV電壓等級的斷路器及隔離開關的選擇 PAGEREF _Toc13431 28 HYPERLINK l _Toc1005 4.3.3 10KV電壓等級的斷路器及隔離開關的選擇 PAGEREF _To

14、c1005 30 HYPERLINK l _Toc13038 PAGEREF _Toc13038 33 HYPERLINK l _Toc10607 4.3.5 35KV側電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc10607 34 HYPERLINK l _Toc26697 4.3.6 電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc26697 35 HYPERLINK l _Toc32214 4.3.7 35KV母線電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc32214 36 HYPERLINK l _Toc23375 4.3.8 10KV母線電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc23375 37

15、 HYPERLINK l _Toc27442 4.3.9 開關柜的選型 PAGEREF _Toc27442 38 HYPERLINK l _Toc31378 4.4 母線的選擇 PAGEREF _Toc31378 39 HYPERLINK l _Toc10121 PAGEREF _Toc10121 39 HYPERLINK l _Toc1744 PAGEREF _Toc1744 39 HYPERLINK l _Toc4137 1選擇母線的材料、截面形狀： PAGEREF _Toc4137 39 HYPERLINK l _Toc12671 4.4.3 35KV母線選擇 PAGEREF _Toc1

16、2671 40 HYPERLINK l _Toc15502 4.4.4 10KV母線選擇 PAGEREF _Toc15502 42 HYPERLINK l _Toc6304 PAGEREF _Toc6304 44 HYPERLINK l _Toc27994 PAGEREF _Toc27994 44 HYPERLINK l _Toc24627 PAGEREF _Toc24627 44 HYPERLINK l _Toc3499 PAGEREF _Toc3499 44 HYPERLINK l _Toc6027 PAGEREF _Toc6027 45 HYPERLINK l _Toc15360 PAG

17、EREF _Toc15360 45 HYPERLINK l _Toc23958 4.5.5 35KV側避雷器的選擇和校驗 PAGEREF _Toc23958 47 HYPERLINK l _Toc3172 4.5.6 10KV側避雷器的選擇和校驗 PAGEREF _Toc3172 48 HYPERLINK l _Toc17402 PAGEREF _Toc17402 48 HYPERLINK l _Toc5416 5 變壓器的繼電保護 PAGEREF _Toc5416 50 HYPERLINK l _Toc11776 5.1 概述 PAGEREF _Toc11776 50 HYPERLINK l

18、 _Toc8642 PAGEREF _Toc8642 50 HYPERLINK l _Toc8526 PAGEREF _Toc8526 50 HYPERLINK l _Toc4385 5.2 變壓器繼電保護的整定計算 PAGEREF _Toc4385 51 HYPERLINK l _Toc14708 5.2.1 瓦斯保護的整定 PAGEREF _Toc14708 51 HYPERLINK l _Toc20360 5.2.2 縱聯(lián)差動保護的整定計算 PAGEREF _Toc20360 51 HYPERLINK l _Toc15566 PAGEREF _Toc15566 55 HYPERLINK

19、l _Toc4200 PAGEREF _Toc4200 56 HYPERLINK l _Toc1416 PAGEREF _Toc1416 57 HYPERLINK l _Toc20426 6 基于組態(tài)王監(jiān)控軟件的監(jiān)控設計 PAGEREF _Toc20426 58 HYPERLINK l _Toc18385 6.1 監(jiān)控系統(tǒng)介紹 PAGEREF _Toc18385 58 HYPERLINK l _Toc8263 PAGEREF _Toc8263 60 HYPERLINK l _Toc12717 PAGEREF _Toc12717 61 HYPERLINK l _Toc20853 6.5 綜合自動

20、化系統(tǒng)的模塊組成 PAGEREF _Toc20853 62 HYPERLINK l _Toc7602 PAGEREF _Toc7602 63 HYPERLINK l _Toc1641 PAGEREF _Toc1641 63 HYPERLINK l _Toc13166 總 結 PAGEREF _Toc13166 67 HYPERLINK l _Toc18580 致 謝 PAGEREF _Toc18580 68 HYPERLINK l _Toc32624 參考文獻 PAGEREF _Toc32624 69 HYPERLINK l _Toc22308 附 錄 PAGEREF _Toc22308 70

21、1 緒論1.1 供配電技術的開展 隨著市場經(jīng)濟的開展，國家在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設和改造中，要求高壓直接進入負荷中心，形成高壓受電變壓器降壓低壓配電的供電格局，所以供配電要向節(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化、無人值守的方向開展，箱式變電站(簡稱箱變)正是具有這些特點的最正確產(chǎn)品，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應用。 其次隨著社會開展和城市化進程的加快，負荷密度越來越高，城市用地越來越緊張，城市配電網(wǎng)逐步由架空向電纜過渡，架桿方式安裝的配電變壓器越來越不適應人們的要求。因此，預裝式變電站成為主要的配電設備之一。再次人們對供電質(zhì)量尤其是供電的可靠性要求越來越高，而采用高壓環(huán)網(wǎng)或雙電源供電、低壓網(wǎng)自動投切等先進技術的預裝

22、式變電站成為首選的配電設備。 與此同時，由于信息化、網(wǎng)絡化和智能化住宅小區(qū)開展，因此不僅要求箱變平安可靠，同時要求具有“四遙(遙測、遙訊、遙調(diào)、遙控)的智能化功能。這種智能箱式變電站(簡稱智能箱變)環(huán)網(wǎng)供電時，在特定自主軟件配合下，能完成故障區(qū)段自動定位、故障切除、負荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡重構等功能，從而保證在一分鐘左右恢復送電。1.2 箱式變電站的類型、結構與技術特點 1.2.1 箱式變電站的類型 箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。美式預裝式變電站在我國叫做“預裝式變電站或“美式箱變 ，一區(qū)別歐式預裝式變電站。它將變壓器器身、高壓負荷開關、熔斷器及上下連線置于一個共同的封閉油箱內(nèi)，構成一體式

23、布置。用變壓器油作為帶電局部相間及對地的絕緣介質(zhì)。同時，安裝有齊全的運行檢視儀器儀表，如壓力計，壓力釋放閥，油位計，油溫表等。歐式預裝式變電站以前在我國習慣稱為“組合式變電站，它是將高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個不同的隔室內(nèi)，通過電纜或母線來實現(xiàn)電氣連接。1.2.2 箱式變電站的結構 美式預裝式變電站的結構型式大致有三種：1變壓器和負荷開關、熔斷器共用一個油箱；2變壓器和負荷開關、熔斷器分別裝在上下兩個不同的油箱內(nèi)；3變壓器和負荷開關、熔斷器分別裝在左右兩個不同的油箱內(nèi)。其中1型為美式箱變的原結構，它的特點是結構緊縮、簡潔、體積小、重量輕。2型和3型為1的變形。這種變型的理論

24、根據(jù)是：開關操作和熔斷器的動作造成的游離碳會影響整個箱變的壽命。由于采用普通油和難燃油作為絕燃介質(zhì)，使之既可用于戶外，又可用于戶內(nèi)，適用于住宅小區(qū)、共礦企業(yè)及各種公共場所，如機場、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。 歐式預裝式變電站的總體結構包括三個主要局部：高壓開關柜、變壓器及低壓配套裝置，其總體結構主要有兩種形式：一種為組合式；另一種為一體式。1.2.3 箱式變電站的技術特點 箱式變電站的高壓室一般是由高壓負荷開關、高壓熔斷器和避雷器等組成的，可以進行停送電操作并且有過負荷和短路保護。低壓室由低壓空氣開關、電流互感器、電流表、電壓表等組成的。變壓器一般采用 S9 或干式的等。箱式變中的電

25、器設備元件，均選用定型產(chǎn)品，元器件的技術性能均滿足相應的標準要求。為了可靠實現(xiàn)五防要求，各電器元件之間采用了機械聯(lián)鎖，各電器元件都安裝在有足夠強度和剛度的結構上，以便于導線的連接。操作采用電動方式，不需另配電源，由 TV 引出即可。另外箱式變還都具有電能檢測、顯示、計量的功能，并能實現(xiàn)相應的保護功能，還設有專用的接地導件，并有明顯的接地標志。此外為適應戶外工作環(huán)境，箱式變電站的殼頂一般都采用隔層結構，內(nèi)裝有隔熱材料，箱體底部和各室之間都有冷卻進出風口，采用自然風冷和自動控制的強迫風冷等多種形式，以保證電氣設備的正常散熱，具有防雨、防塵、防止小動物進入等措施。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的箱式變的電壓等級：高

26、壓側為 3 35kV、低壓側為 0.4 10kV 。變壓器的容量：當額定電壓比為35/10 、6 、0.4 kV 時可從幾百kVA上萬kVA、當額定電壓比為 10、6/0.4 kV 時可從幾十kVA幾千kVA。箱式變電站有如下特點： 技術先進平安可靠箱體局部采用目前國內(nèi)領先技術及工藝，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標準集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不銹蝕，內(nèi)封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，設備運行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在4040的惡劣環(huán)境下正常運行。 箱體內(nèi)一次設備采用單元真空開關柜、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器(

27、彈簧操作機構)等國內(nèi)技術領先設備，產(chǎn)品無裸露帶電局部，為全絕緣結構，完全能到達零觸電事故，全站可實現(xiàn)無油化運行，平安性高，二次采用微機綜合自動化系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人值守。 自動化程度高全站智能化設計，保護系統(tǒng)采用變電所微機綜合自動化裝置，分散安裝，可實現(xiàn)四遙，即遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，每個單元均具有獨立運行功能，繼電保護功能齊全，可對運行參數(shù)進行遠方設置，對箱體內(nèi)濕度、溫度進行控制，滿足無人值班的要求。 工廠預制化 設計時，只要設計人員根據(jù)變電站的實際要求，作出一次主接線圖和箱外設備的設計，就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號，所有設備在工廠一次安裝、調(diào)試合格，真正實現(xiàn)變電所建設工廠化，縮短了設計

28、制造周期；現(xiàn)場安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡、出線電纜連接、保護定值校驗、傳動試驗及其它需調(diào)試的工作，整個變電站從安裝到投運大約只需58天的時間，大大縮短了建設工期。 組合方式靈活 箱式變電站由于結構比擬緊湊，每個箱體均構成一個獨立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變，我們可以全部采用箱式，即35kV及10kV設備全部箱內(nèi)安裝，組成全箱式變電所；也可以采用35kV設備室外安裝，10kV設備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝，這種組合方式，特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊所改造，即原有35kV設備不動，僅安裝一個10kV開關箱即可到達無人值守的要求。 投資省、見效快 箱式變電站(35kV設備戶外布置，10kV設備箱內(nèi)安裝)

29、較同規(guī)模綜自變電站(35kV設備戶外布置，10kV設備布置于戶內(nèi)高壓開關室及中控室)減少投資4050。 占地面積小。1.2.4 箱式變電站與常規(guī)變電站的比照分析 箱式變電站在IEC及歐洲稱為高壓/低壓預裝式變電站是一種集成化程度高，工廠預安裝、節(jié)能、節(jié)地的開展中設備與常規(guī)變電站相比，占地為1/20，工期為1/7，投資為1/2。在國外應用極度為廣泛，在西歐占變電站總數(shù)的70%以上，美國為90%。在我國應用為10%，是一種方興未艾的裝備。 三種類型的箱式變電站的特點如下:1歐洲式：特點是防護性好，多了一個外殼，變壓器散熱不易，要降低容量運行；2美國式：特點是變壓器保持戶外設備本質(zhì)，散熱好，結構緊湊

30、，但是在我國10kV電網(wǎng)系中性不接地系統(tǒng)，因此一相熔絲熔斷時不能跳開三相負荷開關，造成非全相運行，危及變壓器及用電設備，并且不易實現(xiàn)配電自動化；3中國式：從歐洲式派生而來，結合中國用戶需要改進而成，但是符合中國電力部門各種法規(guī)標準要求，可鉛封電能計量箱，無功補償，一應俱全。預裝式變電站是輸變電設備開展方向，由前所述，我國應用僅10%左右，而國外已到達的70-90%，所以預裝式變電站其社會效益顯著，市場前景廣闊。2 35kV箱式變電站的總體結構設計2.1 電氣主接線確實定主接線的根本形式，就是主要電氣設備常用的幾種連接方式，概括為有母線的接線形式和無母線的接線形式兩大類。1具有母線的電氣主接線

31、單母線接線：單母線接線是一種最原、最簡單的接線方式。 單母線分段接線 雙母線及雙母線分段接線 旁路母線接線方式 2無母線的電氣主接線 橋形接線：當具有兩臺變壓器和兩條線路時，在變壓器線路接線的根底上，在其中間架一連接橋，那么稱為橋形接線 單元接線：發(fā)電機與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機 概況地說，對主接線的根本要求包括平安、可靠、靈活、經(jīng)濟四個方面,平安包括設備平安及人身平安。要滿足這一點，必須按照國家標準和標準的規(guī)定，正確選擇電氣設備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護系統(tǒng)，考慮各種人身平安的技術措施?？煽烤褪侵鹘泳€應滿足對不同負荷的不中斷供電，且保護裝置在正常運行時不誤動、發(fā)生事

32、故時不拒動，能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求，主接線應力求簡單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應當不適當?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免發(fā)生事故。 靈活是用最少的切換，能適應不同的運行方式，適應調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使發(fā)生故障時停電時間最短，影響范圍最小。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的根本要求.經(jīng)濟是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設計投資最少。在主接線設計時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。欲使主接線靈活、可靠，必須要選用高質(zhì)量的設備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導致投資費用的增加。因此，主接線的設計應滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)

33、濟合理。主要應從投資聲、占地面積少、電能損耗小等幾個方面綜合考慮。2.1.2 主接線的比擬與選擇 單母線接線是一種原始、最簡單的接線，所有電源及出線均接在同一母線上，其優(yōu)點是簡單明顯，采用設備少，操作簡便，便于擴建，造價低。缺點是供電可靠性低。母線及母線隔離開關等任一元件發(fā)生故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。因此，單母線接線方式一般只在發(fā)電廠或變電所建設初期無重要用戶或出線回路數(shù)不多的單電源小容量的廠中采用。 在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關；隔離開關的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設備和線路的平安檢修。例如，固定式開關柜中的斷路器工作一段時間需要檢修時，在斷路器斷開電路的情況下，拉

34、開隔離開關；恢復供電時，應先合隔離開關，然后和斷路器。這就是隔離開關與斷路器配合操作的原那么。由于隔離開關無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負荷操作。 單母線分段接線是采用斷路器或隔離開關將母線分段，通常是分成兩段。母線分段后可進行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼電保護作用下自動將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線自動同時故障的機遇很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時，亦可用隔離開關分段，任一段母線發(fā)生故障時，將造成兩斷母線同時停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關，完好段即可恢復供電。 單母

35、線分段接線既具有單母線接線簡單明顯、方便經(jīng)濟的優(yōu)點，又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點是當一段母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，該段母線上的所有回路到要長時間停電。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。 雙母線分段接線有如下優(yōu)點：可輪換檢修母線或母線隔離開關而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關時，只停該回路；母線發(fā)生故障后，能迅速恢復供電；各電源和回路的負荷可任意分配到某一組母線上，可靈活調(diào)度以適應系統(tǒng)各種運行方式和潮流變化；便于向母線左右任意一個方向順延擴建。 但雙母線也有如下的缺點：造價高；當母線發(fā)生故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤動作。但可加裝斷路器的

36、連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。 當進線回路數(shù)或母線上電源較多時，輸送和穿越功率較大，母線發(fā)生事故后要求盡快恢復供電，母線和母線設備檢修時不允許影響對用戶的供電，系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用雙母線接線。綜上可知，單母線接線造價低而供電穩(wěn)定性低，雙母線供電穩(wěn)定性高但其造價高且接線線路復雜，而單母線分段接線一方面線路簡單，造價低，另一方面其供電穩(wěn)定性也能在一定程度上能夠得以保證。所以35kV母線選用單母線接線方式，10kV采用單母線分段接線。2.1.3 箱體結構確實定及合理配置 箱式變電站按結構主要有美式箱變和歐式箱變。歐式箱變造價低而美式箱變體積小，約為同容量歐式箱變的1/31/5

37、。常規(guī)土建變電站占地面積最大，歐式箱變次之，美式箱變常規(guī)土建變電站建造周期最長，歐式箱變次之。綜合考慮一般35kV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。 根據(jù)實際情況可以采用不同的箱變配置方案，一般將主變壓器和電容器等充油設備，放置在箱體外，設置兩個箱體，一個35kV箱體，一個10kV箱體，其中一個箱體預留保護裝置的位置?？紤]節(jié)省資金，也可以將35kV斷路器等設備放于戶外，只設置10kV箱體。 箱體的底座和骨架一般采用槽鋼和角鋼焊接而成，頂蓋和四壁采用金屬板內(nèi)襯阻燃材料壓制而成，能起到隔熱的作用。根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，可在訂貨時對主體結構提出相應的要求。我縣地處鹽堿地帶，對設備的抗腐蝕性能要求較高，因此除

38、主體框架采取了防腐工藝加工外，箱體的整體外層襯板采用了0.5mm厚的不銹鋼板。 維護走廊是箱變正常運行和檢修中的重要環(huán)節(jié)，箱變的一個缺陷就是空間狹小，廠家從本錢和設備緊湊性考慮，維護走廊一般都盡量壓縮。在選型時應該將維護走廊作為一項指標來考慮，不然會給將來的運行和維護，造成很大麻煩。箱體的密封和防塵是一個重要方面，特別是保護裝置對防塵等指標要求較高，應引起重視。 箱體的底板下面，一般作為電纜室，在考慮箱體根底的設計時，應顧及到電纜的安裝和維護方便，應考慮人員出入、通風以及照明等方面的要求。2.3 變壓器2.3.1 主變壓器的選擇及臺數(shù)確實定1主變?nèi)萘亢团_數(shù)的選擇，應根據(jù)?電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程?

39、SDJ16185有關規(guī)定和審批的電力規(guī)劃設計決定進行。凡有兩臺及以上主變的變電所，其中一臺事故停運后，其余主變的容量應保證供給該所全部負荷的70%，在計及過負荷能力后的允許時間內(nèi)，應保證用戶的一級和二級負荷。假設變電所所有其他能源可保證在主變停運后用戶的一級負荷，那么可裝設一臺主變壓器。2與電力系統(tǒng)連接的220330kV變壓器，假設不受運輸條件限制，應選用三相變壓器。3根據(jù)電力負荷的開展及潮流的變化，結合系統(tǒng)短路電流、系統(tǒng)穩(wěn)定、系統(tǒng)繼電保護、對通信線路的影響、調(diào)壓和設備制造等條件允許時，應采用自耦變壓器。4在220330kV具有三種電壓的變電所中，假設通過主變各側繞組的功率均到達該變壓器額定容

40、量的15%以上，或者第三繞組需要裝設無功補償設備時，均宜采用三繞組變壓器。5主變調(diào)壓方式的選擇，應符合?電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程?SDJ161的有關規(guī)定。 為保證供電的可靠性，變電所一般應裝設兩臺主變，但一般不超過兩臺主變。當只有一個電源或變電所的一級負荷另有備用電源保證供電時，可裝設一臺主變。對大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況，應安裝24臺主變。本次設計的變電所沒有一級負荷，所以采用一臺主變。 主變一般采用三相變壓器，假設因制造和運輸條件限制，在220kV的變電所中，可采用單相變壓器組。當今社會科技日新月異，制造運輸以不成問題，因此采用三相變壓器。 在關于繞組上，只有220330kV具有三種電

41、壓的變電所中，假設通過主變各側繞組的功率均到達該變壓器額定容量的15%以上，或者第三繞組需要裝設無功補償設備時，均宜采用三繞組變壓器。此次設計的變電所只有35kV和10kV兩個電壓等級，所以采用雙繞組變壓器。 我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用Y0連接；35kV亦采用Y連接，其中性點多通過消弧線圈接地。35kV及以下電壓，變壓器繞組都采用連接。因此35kV側采用Y連接，10kV側采用接線。 根據(jù)上述的討論選用35kV鋁線雙繞組電力變壓器，該變壓器的型號為S113150/35.具體技術數(shù)據(jù)如下表：表2-1變壓器技術參數(shù)型號S11315000/35額定容量(kVA)3150額定電壓(kV)

42、高壓35低壓損耗(KW)空載短路57短路電壓(%)空載電流(%)2.3.2 變壓器的散熱處理 變壓器設置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室內(nèi)。35kV箱式變電站變壓器采用第二種接線方式，將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室內(nèi)。為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結構，頂蓋設計成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結構，內(nèi)設通風道，裝有自動強迫排氣通風裝置(軸流風機或幅面風機)。裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值按允許溫度的80%90%設定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風來散熱。為了通風，變壓器室的箱體上設置百葉窗。百葉窗結構，使氣流能進去，而灰

43、塵被別離。有為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護罩。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機械強迫通風，以變壓器油溫不超過95作為動作整定值。機械強迫通風用幅面風機，而不用軸流風機。因軸流風機對變壓器散熱片內(nèi)外側散熱不均，往往外側散熱好，內(nèi)側散熱差些；而幅面風機的排風口均勻吹拂內(nèi)外側，通風散熱效果較好。2.4 箱式變電站總體布置 35kV箱式變電站高壓室額定電壓35kV ，低壓室額定電壓10kV。主變壓器額定容量為3150kVA，站用變壓器額定容量為50kVA，接在35kV母線上。采用電纜或架空進、出線。在結構設計上具有防壓、防雨和防小動物等措施及占地面積小、操作方便，平安可靠、可以移動等特

44、點。箱式變電站主要包括4局部，分別為框架、高壓室、低壓室、變壓器室。 1框架：根本結構是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成，外股、門和頂蓋用新材料色彩鋼板制作。 2高壓室：裝備真空斷路器。包括三工位負荷開關、熔斷器、互感器、避雷器等。 3低壓室：裝備全國統(tǒng)一設計的GGD型固定式低壓配電屏、包括主開關柜、計量柜、多路出線柜、耦合電容器。 4變壓器室：配備3150kVA油浸式變壓器。室頂裝有溫度監(jiān)控儀啟動的軸流風扇。 3 短路電流計算 電力系統(tǒng)運行有三種狀態(tài)：正常運行狀態(tài)、非正常運行狀態(tài)和短路故障。在供電系統(tǒng)的設計和運行中，還要考慮到可能發(fā)生的故障以及不正常運行情況。對供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電

45、流將引起電動力效應和發(fā)熱效應以及電壓的降低等。因此，短路電流計算是電氣主接線的方案比擬、電氣設備及載流導體的選擇、節(jié)點計算以及繼電保護選擇和整定的根底。 短路就是指不同電位導電局部之間的不正常短接。如電力系統(tǒng)中，相與相之間的中性點直接節(jié)地系統(tǒng)中的相與地之間的短接都是短路。為了保證電力系統(tǒng)的平安、可靠運行，在電力系統(tǒng)設計和運行分析中，一定要考慮系統(tǒng)等不正常工作狀態(tài)。1電氣設備及載流導體因絕緣老化、或遭受機械損傷，或因雷擊、過電壓引起的絕緣損壞。2架空線路因大風或?qū)Ь€覆冰引起的電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導體等都可能導致短路。3電氣設備因設計、安裝、維護不良和運行不當或設備本身不合格引發(fā)的短路。4

46、運行人員違反平安操作規(guī)程而誤操作，如運行人員帶負荷拉隔離開關，線路或設備檢修后未撤除接地線就加上電壓等都會造成短路。根據(jù)國外資料顯示，每個人都有違反規(guī)程操作的潛意識。5其他原因。如輸電線斷線、倒桿、碰線、或人為盜竊、破壞等原因都可能導致短路。2短路后果短路故障發(fā)生后，由于網(wǎng)絡總阻抗大為減小，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生幾倍甚至幾十倍于正常工作電流的短路電流。強大的短路電流將造成嚴重的后果，主要有以下幾方面：1強大的短路電流通過電氣設備是發(fā)熱急劇增加，短路持續(xù)時間較長時，足以使設備因過熱而損壞甚至燒毀；2巨大的短路電流將在電氣設備的導體間產(chǎn)生很大的電動力，可能使導體變形、扭曲或損壞；3短路將引起系統(tǒng)電壓的突然

47、大幅度下降，系統(tǒng)中主要負荷異步電動機將因轉(zhuǎn)矩下降而減速或停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢甚至設備損壞；4短路將引起系統(tǒng)中功率分布的突然變化，可能導致并列運行的發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路所導致的最嚴重后果；5巨大的短路電流將在周圍空氣產(chǎn)生很強大電磁廠，尤其是不對稱短路時，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場，對周圍的通信網(wǎng)絡、信號系統(tǒng)、晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 因為短路故障對電力系統(tǒng)可能造成極其嚴重的后果，所以一方面應采取措施以限制短路電流，另一方面要正確選擇電氣設備、載流導體和繼電保護裝置。這一切都離不開對短路電流故障的分析和短路電流的計算。概括起來，計算短路的主要

48、目的在于： (1為選擇和校驗各種電氣設備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供依據(jù)，為此，計算短路沖擊電流以校驗設備的機械穩(wěn)定性，計算短路電流的周期分量以校驗設備的熱穩(wěn)定性；2為設計和選擇發(fā)電廠和變電所的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)；3為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。3.2.1 35kv短路電流的計算 1 根據(jù)電氣主接線畫出系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡圖參考公式：變壓器阻抗標幺值計算： SKIPIF 1 0 線路阻抗標幺值計算： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 = 1 * GB3 *

49、 MERGEFORMAT 35KV側 SKIPIF 1 0 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 10KV母線 SKIPIF 1 0 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 負荷點10KV出線 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 點的短路電流計算根據(jù)圖3.1畫出系統(tǒng)的簡化等值電路： SKIPIF 1 0 短路電流標幺值： SKIPIF 1 0 有名值： SKIPIF 1 0 沖擊值： SKIPIF 1 0 有效值： SKIPIF 1 0 短路容量： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 點短路電流的計算 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 點短路電流的標

50、幺值： SKIPIF 1 0 有名值： SKIPIF 1 0 沖擊值： SKIPIF 1 0 有效值： SKIPIF 1 0 短路容量： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 點短路電流的計算 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 點短路電流的標幺值： SKIPIF 1 0 有名值： SKIPIF 1 0 沖擊值： SKIPIF 1 0 有效值： SKIPIF 1 0 短路容量： SKIPIF 1 0 繪制短路電流計算結果表短路點 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0

51、 SKIPIF 1 0 37 SKIPIF 1 0 34 SKIPIF 1 0 表3-54 35KV箱式變電站一次系統(tǒng)設計與設備選型4.1 35kV箱式變電站一次系統(tǒng)設計4.1.1 概述 電氣主接線是由各種主要電氣設備如發(fā)電機、變壓器、開關電器、互感器、電抗器及連接線路等設備，按一定順序連接而成的一個接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常三相是對稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來表示三相電路，僅在個別三相設備不對稱或需要進一步說明的地方，局部地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。 主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣局部主結構，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的重要組成局部。4.1.2 一次系統(tǒng)

52、設計原那么1變配電站采用計算機監(jiān)測與控制后對一次系統(tǒng)接線沒有影響,一次系統(tǒng)接線方式及供電方案仍按有關要求與規(guī)定進行設計。2變配電站采用計算機監(jiān)測與控制后,應發(fā)揮計算機的圖形顯示功能,模擬盤可以簡化或取消。3變配電站采用計算機監(jiān)測與控制后,可以實現(xiàn)元人或少人值班, 值班室面積可以減小,分散值班可以集中于一處值班。4.1.3 一次系統(tǒng)設計 35kV母線采用單母線接線，10kV側母線采用單母線分段接線。箱體采用了雙層密封，雙層鐵板間充入高強度聚胺脂，具有隔溫、防潮等特點。外層采用不銹鋼體，底盤鋼架采用金屬噴鋅技術,有良好的防腐性能。內(nèi)層采用鋁合金扣板箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，從而是設備運行不受自然環(huán)

53、境及外界污染的影響?？杀ＷC設備在-40+40之間運行。 內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關柜結構。開關柜內(nèi)設有上下隔離刀閘，ZN23-35型真空斷路器，選用干式高精度的電流互感器和電壓互感器，電容器采用高質(zhì)量并聯(lián)電容器，并裝有放電PT，站變選用SC9型干式站變，站內(nèi)裝有多組氧化鋅避雷器。一次系統(tǒng)連接采用封閉母線結構，在每個單元柜裝有五防鎖，保證了人身與設備的平安。4.2.1 選擇電氣一次設備的一般條件 電氣設備的選擇是變電所電氣設計的主要內(nèi)容之一，正確的選擇電氣設備的目的是為了使導體和電器無論在正常情況或故障情況下，均能平安、經(jīng)濟合理的運行。在進行設備選擇時，應根據(jù)工程實際情況，在保證平安、可靠的前

54、提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術，并注意節(jié)約投資，選擇適宜的電氣設備。 在發(fā)電廠和變電所中，采用的電氣設備種類很多，其作用和工作條件并不一樣，具體選擇的方法也不同，但對他們的根本要求都是相同的。 電氣設備的選擇的一般要求是：1滿足工作要求。應滿足正常運行、檢修以及短路過電壓情況下的工作要求。2適應環(huán)境條件。陰干當?shù)氐沫h(huán)境條件進行校驗。3先進合理。應力求技術先進和經(jīng)濟合理。4整體協(xié)調(diào)。應與整個工程的建設標準協(xié)調(diào)一致。5適應開展。應適當考慮開展，留有一定的裕量。 電氣設備能平安、可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，斌干短路條件來校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。1額定電壓電氣設備的額定電壓是標示在其銘牌上的線

55、電壓。電器可以長期在其額定電壓的110%-115%下平安運行，這一電壓成為最高允許工作電壓。當 SKIPIF 1 0 在220KV及以下時其 SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 ，當 SKIPIF 1 0 為330-500KV是，其 SKIPIF 1 0 為1.1 SKIPIF 1 0 。另外，電氣設備還有一個最高工作電壓，即允許長期運行的最高電壓，一般不得超過其額定電壓的10%-15%。在選擇時，電氣設備的額定電壓不應低于安裝地點的電網(wǎng)額定電壓，即 SKIPIF 1 0 式中， SKIPIF 1 0 電氣設備銘牌上所標示的額定電壓KV； SKIPIF 1 0 電網(wǎng)額定工作電壓KV。

56、110KV以下電壓等級的電氣設備絕緣裕度較大。因此，在非高海拔地區(qū)，按所在電網(wǎng)的額定電壓選擇電氣設備的額定電壓即可滿足要求。 2額定電流 滿足此條件的目的在于使電氣設備的儲蓄溫度不超過長期發(fā)熱的最高允許溫度值。在額定周圍環(huán)境條件下，導體和電氣設備的額定電壓不應小于所在回路的最大工作電流，即 SKIPIF 1 0 式中， SKIPIF 1 0 電氣設備銘牌上所標示的額定電流A SKIPIF 1 0 回路中的最大工作電流A 在決定 SKIPIF 1 0 時，應以變壓器和線路的負荷作為出發(fā)點，同時考慮這些設備的長期工作狀態(tài)。在確定變壓器回路的最大長期工作電流時，應考慮到變壓器過負荷運行的可能性；母線

57、分段電抗器的最大長期工作電流應為保證該母線負荷所需的電流；出線回路的最大長期工作電流處考慮線路正常過負荷電流外，還應考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。 表4-1 各支路最大持續(xù)電流回路名稱最大長期工作電流變壓器回路1.32倍的變壓器額定電流出線回路續(xù)表4-1 母聯(lián)回路母線上最大一臺變壓器的 SKIPIF 1 0 分段回路變電所應滿足用戶的一級負荷和二級負荷匯流回路按實際潮流分布計算3. 環(huán)境條件選擇電氣設備時，還應考慮其安裝地點的環(huán)境條件，當氣溫、風速、污穢、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣的根本使用條件時，應采取相應的措施。 1空氣溫度。標準的電氣周圍空氣溫度為40。假設

58、安裝地點日最高溫度高于40，但不超過60，那么因散熱條件較差，最大連續(xù)工作電流應適當減少，那么設備的額定電流應按下式修正： SKIPIF 1 0 式中，Ial電氣設備的額定電流經(jīng)實際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流AKt溫度修正系數(shù) SKIPIF 1 0 al電氣設備的長期發(fā)熱最高允許溫度 SKIPIF 1 0 實際的周圍環(huán)境溫度，取所在地方最熱月平均最高溫度 SKIPIF 1 0 電氣設備的額定環(huán)境溫度 設備的額定環(huán)境溫度一般取40，如周圍環(huán)境溫度高于40，但小于或等于60時，其允許電流一般可按每增加1，其額定電流減少1.8%進行修正；當環(huán)境溫度低于40，每降低1，額定電流可增加0.5%，但其

59、最大負荷不得超過其額定電流的20%。裸導體的額定環(huán)境溫度一般取25，如安裝地點的環(huán)境溫度在-5 50范圍內(nèi)變化時，其允許通過的電流可按上市進行修正。 2海拔高度。在電氣設備使用條件中，制造廠規(guī)定的基準海拔高度為1000沒。當海拔升高時，空氣密度降低，散熱條件變壞，是高壓電器在運行中溫升增加，但應空氣溫德隨海拔高度升高而遞減，其值足以補償海拔升高對電氣溫升的影響，因而高壓電在高海拔地區(qū)不超過4000米使用時，其額定電流可以保持不變。當海拔高度超過規(guī)定值時，由于大氣壓力空氣密度和濕度相應減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，顯然對內(nèi)絕緣影響較小，但對外絕緣影響較大。在海拔高度為10003500米

60、的范圍內(nèi)，海拔高度每升高100米，電器最高工作電壓要下降1%，以此修正電器最高工作電壓值。 電氣設備按短路故障情況進行校驗，就是要按最大可能的短路故障通常為三相短路故障時的動、熱穩(wěn)定度進行校驗。但有熔斷器和有熔斷器保護的電器和導體如電壓互感器等，以及架空線路，一般不必考慮動穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗，對電纜，也不必進行動穩(wěn)定度的校驗。 在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設備平安、可靠的運行，各種設備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。1、熱穩(wěn)定校驗 校驗電氣設備的熱穩(wěn)定性，就是校驗設備的載流局部在短